Telefonia Celular Digital

Telefonia Celular Digital
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Tags: digital, celular, telefonia

Telefonia Celular Digital

Esta obra foi elaborada com a proposta de abordar os conceitos de telefonia celular para estudantes de engenharia e profissionais da área, e abranger um tema que dinamizou a economia e criou novos hábitos de consumo para a população nas últimas décadas.
Apresenta o embasamento teórico necessário à análise de sinais determinísticos e aleatórios; codificação de voz, envolvendo os aspectos de amostragem, quantização e codificação; os esquemas de modulação com sinais aleatórios, usando uma abordagem mais atual para o tema; modulação com sinais digitais; a teoria dos códigos corretores de erros utilizados em comunicações móveis; algumas propriedades de canais de comunicações típicos; as antenas usadas em telefonia celular atual, FDMA, TDMA, CDMA e as propostas para novos sistemas; as principais partes dos padrões IS-54/136, IS-95 e GSM; as redes de comunicações sem fio; o planejamento celular, tópicos essenciais para operadoras do sistema móvel celular, além de numerosos exercícios para a fixação do conteúdo.

Autor(es): Marcelo Sampaio de Alencar
Código: 0174
ISBN: 978-85-3650-0171
Edição
Categoria: Telecomunicações
N.Páginas: 472
Formato: 20,5 x 27,5 cm
Peso: 1,055 kg


Índice do Livro

1 Análise de Sinais
1.1 Introdução
1.2 Análise de Fourier
1.3 Funções Pares e Ímpares
1.3.1 Propriedades Elementares
1.4 Série Exponencial ou Complexa de Fourier
1.5 Transformadas de Fourier
1.6 Propriedades das Transformadas de Fourier
1.7 Teorema da Amostragem
1.8 Teorema de Parseval
1.9 Média, Potência e Autocorrelação
1.10 Exercícios

2 Sinais Aleatórios
2.1 Introdução
2.2 Variáveis Aleatórias
2.3 Função Cumulativa de Probabilidade (FCP)
2.3.1 Valor Esperado
2.4 Variáveis Aleatórias Conjuntas
2.5 Processos Aleatórios
2.6 Sistemas Lineares
2.7 Análise do Sinal Digital Aleatório
2.7.1 Autocorrelação para o Sinal Digital
2.7.2 Densidade Espectral de Potência para o Sinal Digital
2.8 Banda Passante
2.9 Exercícios

3 Codificação de Voz
3.1 Introdução
3.2 Codificação de Sinal - Preliminares
3.3 Amostragem
3.3.1 Teorema da Amostragem
3.4 O Desempenho de um Sistema de Compressão de Sinais
3.4.1 Qualidade de Sinais Reconstruídos
3.4.2 Taxa de Bits
3.4.3 Complexidade
3.4.4 Retardo de Comunicação
3.4.5 Codificação e Comunicação Digital
3.5 Caracterização dos Sinais de Voz
3.6 Quantização Escalar
3.6.1 O Ruído de Quantização
3.6.2 Quantização Não Uniforme
3.7 Quantização Vetorial
3.7.1 Algoritmo LBG
3.8 Parâmetros LPC
3.8.1 Quantização LPC
3.9 Visão Geral da Codificação de Voz
3.10 Codificação de Forma de Onda
3.10.1 PCM Diferencial
3.10.2 PCM Diferencial Adaptativo
3.10.3 Modulação Delta
3.11 Codificação Paramétrica e Híbrida
3.11.1 Vocoder de Canal
3.11.2 Vocoder de Formante
3.11.3 Codificador Preditivo Linear
3.11.4 Codificação Preditiva Linear com Excitação Aumentada
3.11.5 Codificação por Excitação Linear Preditiva - CELP
3.12 Padrões em Codificação de Voz
3.12.1 Atributos do Codificador de Voz
3.12.2 Organismos de Padronização
3.12.3 Padrões de Codificação
3.13 Exercícios

4 Modulação Analógica
4.1 Introdução
4.2 Modulação em Amplitude
4.3 Modulação em Amplitude com Sinal Aleatório
4.3.1 Potência Total da Portadora AM
4.3.2 Densidade Espectral de Potência
4.4 Modulação em Amplitude sem Portadora
4.4.1 Densidade Espectral de Potência
4.5 Modulação em Quadratura
4.6 Modulação em Amplitude com Faixa Lateral Única
4.7 A Transformada de Hilbert
4.7.1 Propriedades das Transformada de Hilbert
4.7.2 Processo de Obtenção do AM-SSB
4.7.3 SSB com Faixa Lateral Inferior e Sinal Modulante Aleatório
4.8 Modulação em ISB
4.9 Modulação em Ângulo
4.10 Modulação em Freqüência com Sinal Aleatório
4.10.1 Modelagem Matemática
4.10.2 Caso I - Modulação com baixo índice, b < 0,5
4.10.3 Caso II - Índice de modulação mediano, 0,5 £ b £ 5
4.10.4 Caso III - Índice de modulação elevado, b > 5
4.11 Exercícios

5 Modulação Digital
5.1 Introdução
5.2 Análise no Espaço de Sinais
5.2.1 Representação por Funções Básicas
5.2.2 Projeto do Receptor e Estatística Suficiente
5.2.3 Critério de Decisão por Máxima Verossimilhança
5.2.4 Probabilidade de Erro e o Limitante de União
5.3 Princípios de Modulação Passa-Faixa
5.4 Esquemas de Modulação Digitais
5.4.1 Modulação por Amplitude de Pulsos (_-PAM)
5.4.2 Modulação com Chaveamento por Deslocamento de Fase (_-PSK)
5.4.3 Modulação em Quadratura (_-QAM)
5.5 Codificação Diferencial
5.6 Modulação em Fase com Offset
5.7 O Pulso de Transmissão
5.8 Modulação com Envoltória Constante
5.9 Cálculo da Probabilidade de Erro para Sistemas de Comunicações sem Fio
5.9.1 Modelo do Sistema
5.9.2 Demodulação em um Canal com Desvanecimento Rayleigh
5.9.3 BEP para oSistema16-QAMemumCanal com Desvanecimento Rayleigh
5.9.4 Generalizações
5.10 Diversidade em Modulação
5.10.1 Modelo do Sistema
5.10.2 Probabilidade de erro de bit
5.11 Exercícios

6 Códigos Corretores de Erros
6.1 Introdução
6.1.1 Tipos de Erros
6.1.2 Códigos Lineares e Não-Lineares
6.1.3 Códigos de Bloco e Convolucionais
6.2 Códigos de Bloco
6.2.1 Representação Matricial
6.2.2 Distância Mínima
6.2.3 Síndrome de Erros e Decodificação
6.2.4 Códigos Simples
6.3 Códigos Cíclicos
6.3.1 Códigos BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)
6.3.2 Códigos Reed-Solomon
6.3.3 Códigos de Golay
6.3.4 Códigos Reed-Muller
6.3.5 Códigos de Resíduos Quadráticos
6.3.6 Códigos Alternantes
6.4 Decodificação de Códigos Cíclicos
6.4.1 Decodificador de Meggitt
6.4.2 Decodificador com Armadilha para Erros
6.4.3 Decodificação com Conjuntos de Informação
6.4.4 Decodificação de Limiar
6.5 Decodificação Algébrica
6.5.1 Decodificação Algébrica no Domínio da Freqüência
6.6 Decodificação com Decisão Suave
6.6.1 Algoritmo de Massey
6.6.2 Algoritmo de Hartmann e Rudolph
6.6.3 Algoritmo de Weldon
6.6.4 Algoritmo de Chase
6.7 Códigos Convolucionais
6.7.1 Codificadores Convolucionais Linerares
6.7.2 Representação dos Códigos Convolucionais
6.7.3 Decodificação dos Códigos Convolucionais
6.8 Exercícios

7 O Canal de Comunicações Móveis
7.1 Efeitos sobre o Sinal Transmitido
7.2 Efeitos de Percursos Múltiplos
7.3 Modelagem Estatística do Canal Móvel
7.4 Modelo de Dois Raios do Canal Móvel
7.5 Modelo de Dois Raios com Seletividade em Freqüência
7.6 Efeito de Múltiplos Raios
7.7 O Canal Variante no Tempo
7.8 Modelos de Propagação em Área Urbana
7.9 Tipos de Perdas de Propagação
7.9.1 Área de Propagação Próxima à Antena da ERB
7.9.2 Propagação a Grandes Distâncias
7.9.3 Perda de Propagação por Percurso
7.9.4 Perda de Propagação em Espaço Livre
7.9.5 Perda ao Longo da Superfície Terrestre
7.9.6 Propagação Sobre a Água
7.9.7 Perda por Folhagem
7.10 Modelos de Predição Padronizados
7.10.1 Modelo de Okumura
7.10.2 Fórmula de Hata
7.10.3 Modelo de Lee
7.10.4 COST231-Modelo de Hata
7.10.5 COST231-Modelo de Walfish-Ikegami
7.10.6 Modelo Analítico para Predição de Perdas de Propagação em Ambientes Urbano e Suburbano
7.11 Exercícios

8 Antenas para Comunicações Móveis
8.1 Introdução
8.2 Conceitos e Definições
8.3 Tipos de Antena
8.3.1 Antenas de Único Fio
8.3.2 Antenas de Abertura
8.3.3 Antenas de Microfita
8.3.4 Arranjos de Antenas
8.3.5 Antenas Refletoras
8.4 Mecanismos de radiação
8.4.1 Antena de Único Fio
8.4.2 Antenas de Dois Fios
8.4.3 Distribuição de Corrente em Uma Antena de Um Fio
8.4.4 Regiões de Campo
8.5 Especificações de Projeto e Figuras de Mérito
8.5.1 Regra da Multiplicação de Padrões
8.6 Antenas Inteligentes: O Futuro das Antenas
8.7 Métodos de Projeto de Arranjos
8.7.1 Arranjo Simétrico com Espaçamento Uniforme
8.7.2 Método da Expansão Binomial
8.7.3 Método da Expansão Polinomial
8.8 Uso de métodos recursivos no controle do padrão de radiação
8.8.1 Algoritmo LMS Irrestrito
8.8.2 Algoritmo RLS
8.8.3 Outros Algoritmos
8.9 Aplicações das Antenas Inteligentes
8.9.1 Benefícios
8.9.2 Considerações em Relação ao Custo dessa Tecnologia
8.10 Principais Trabalhos Surgidos na Área
8.11ATecnologia SDMA
8.11.1 Métodos Baseados em Diversidade
8.11.2 Métodos Baseados no Chaveamento dos Lóbulos Radiados
8.11.3 Métodos Baseados no Uso de Antenas Inteligentes
8.11.4 Modelo Matemático Fundamental
8.11.5 Princípio de Funcionamento da SDMA
8.12 Exercícios

9 Telefonia Móvel Celular
9.1 Introdução
9.2 Sistemas Celulares Analógicos em Operação Comercial
9.3 Descrição do Sistema Celular
9.3.1 Estrutura Celular
9.3.2 Estruturas Celulares
9.4 Reutilização de Freqüência
9.4.1 Divisão de Células
9.5 Gerenciamento da Utilização de Canais
9.5.1 Alocação de Canais no Sistema AMPS
9.6 Constituição do Sistema Celular
9.7 Funções Características da Rede Celular
9.7.1 Handoff
9.7.2 Roaming
9.7.3 Configuração do Sistema Móvel Celular
9.7.4 Comunicação de Dados CCC-ERB
9.8 Tipos de Canais de R´ adio
9.8.1 Canais de Voz
9.8.2 Canal de Controle
9.9 Sistemas digitais
9.9.1 Padrões Europeus (GSM)
9.9.2 Padrões Americanos
9.9.3 Padrão Japonês
9.10 Exercícios

10 O Padrão TDMA (IS-54/136)
10.1 Padrão IS-54 -TDMA
10.1.1 Parâmetros de Freqüência
10.1.2 Estrutura do Tráfego do Canal Digital
10.1.3 Controle de Potência
10.1.4 Característica da Modulação
10.2 Codificação de Voz com Excitação Linear Preditiva por Soma de Vetores (V-SELP)
10.3 Handoff
10.4 Protocolo de Segurança e Identificação
10.4.1 Transmissão Descontínua
10.4.2 Autenticação
10.4.3 Supervisão
10.4.4 Inicialização
10.5 Comparação com Outros Sistemas
10.6 Exercícios

11 O Padrão CDMA (IS-95)
11.1 Introdução
11.2 Espalhamento Espectral
11.2.1 Geração das Seqüências Pseudo-aleatórias
11.3 Codificação Convolucional
11.3.1 Estrutura dos Códigos Convolucionais
11.4 CDMA e o Padrão IS-95
11.4.1 Ganho de Processamento e Capacidade do CDMA
11.4.2 Layout dos Canais no IS-95
11.4.3 Modulação Ortogonal
11.4.4 Espalhamento por Seqüência Direta
11.4.5 Espalhamento em Quadratura
11.4.6 Codificador Convolucional
11.5 Exercícios

12 O Padrão GSM
12.1 Introdução
12.2 Arquitetura do Sistema
12.2.1 A Estação Móvel (MS)
12.2.2 O Subsistema da Estação Radiobase (BSS)
12.2.3 O Subsistema de Comutação e Rede (NSS)
12.2.4 O Subsistema de Suporte e Operação(OSS)
12.3 Procedimento de Registro da Estação Móvel
12.4 Estabelecimento de uma Chamada
12.5 Handoff ou Handover
12.6 Parâmetros de Segurança
12.6.1 Autenticação
12.6.2 Identidade Temporária do Assinante Móvel
12.7 A Interface de Radiotransmissão do GSM
12.7.1 O GSM Primário
12.7.2 O Esquema de Acesso Múltiplo
12.7.3 Estruturas dos Quadros
12.7.4 Codificação de Voz no GSM
12.7.5 Codificação de Canal
12.8 Criptografia
12.9 Modulação
12.10Salto em Freqüência (Frequency Hopping)
12.11Os Serviços do GSM
12.11.1 Teleserviços
12.11.2 Serviços de suporte
12.11.3 Serviços suplementares
12.11.4 Canais Lógicos
12.12 Exercícios

13 Redes de Comunicações sem Fio
13.1 Introdução
13.2 Sistemas de Telefonia Sem Fio - CT2, CT3 e Telepoint
13.2.1 Telefones SemFioCT2
13.2.2 Telefones SemFioCT3
13.2.3 Sistemas de Telepoint
13.3 Acesso Sem Fio - WLL
13.3.1 DECT (Digital European Cordless Telephone)
13.3.2 PHS (Personal Handheld System)
13.3.3 Sistemas Trunking
13.4 Sistemas de Terceira Geração
13.4.1 Oferecimento de Serviços de Terceira Geração
13.5 Comunicações Pessoais
13.5.1 A Rede e o Serviço de Comunicações Pessoais
13.5.2 Telecomunicações Pessoais Universais
13.5.3 Serviço Móvel Pessoal no Brasil
13.6 Comunicações Móveis por Satélite
13.6.1 Satélites de Órbita Baixa ou Intermediária
13.7 IEEE 802.11 (Wireless Networks)
13.7.1 Arquitetura da Rede
13.7.2 Técnicas de Acesso ao Meio de Transmissão
13.7.3 Especificação do Controle de Acesso ao Meio
13.8 Interfaces de Comunicação sem Fio
13.8.1 WAP Versus i-mode
13.8.2 Bluetooth
13.9 Exercícios

14 Planejamento Celular
14.1 Introdução
14.2 Planejamento de Redes
14.3 Introdução ao Planejamento Celular
14.4 Processo de Planejamento Celular
14.4.1 Processo de Planejamento
14.4.2 Desenvolvimento do Processo
14.4.3 Planejamento Celular
14.4.4 Planejamento de Freqüências
14.5 Expansão do Sistema Celular
14.5.1 Área de Cobertura e Tráfego
14.5.2 Eficiência Espectral
14.5.3 Capacidade de Processamento
14.6 Modelo para Estimação de Custos
14.6.1 Caracterização do Problema
14.6.2 Projeto e Planejamento da Rede
14.6.3 Determinação Inicial do Número e Dimensão das Células
14.6.4 Alocação Ótima e Determinação do Número e Dimensão das Células
14.6.5 Planejamento de Estruturas Celulares
14.6.6 Planejamento Detalhado e Estimação do Custo Final
14.7 Exercícios

A Séries de Fourier e a Transformada de Fourier
A.1 Transformadas de Fourier mais Utilizadas
A.2 Algumas Transformadas de Hilbert

B Fórmulas e Desigualdades Importantes


C Evolução das Comunicações Móveis
C.1 Introdução
C.2 Antecedentes das Comunicações Móveis

Índice Remissivo

Bibliografia

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